На протяжении многих лет твердые виды топлива (уголь, дрова и т.п.) уступали свою рыночную долю жидкому топливу и особенно газу. Вызвано это было самой технологией сжигания топлива, так как чересчур большое количество энергии затрачивалось на прерывание взаимосвязей между молекулами. Дело в том, что эти связи гораздо прочнее в твердых видах топлива, нежели в газах или жидкостях. Однако технологии не стоят на месте: повысить эффективность сжигания позволило новое изобретение - твердотопливный котел длительного горения, работа которого основывается на пиролизе. О том, как выбрать твердотопливный котел длительного горения пойдет речь ниже.

Еще в средневековье люди осознали, что сожжение дров не является оптимальным вариантом для получения из древесины, накопленной там энергии. Значительно лучшие результаты давало отопление древесным углем, базирующемся на пиролизном процессе. Открытие пришло опытным путем, и лишь позднее исследователи смогли объяснить его суть наукообразно.

Принцип осуществления пиролиза

В ходе пиролиза происходит распад органики под воздействием высоких температур. Однако, чтобы процесс не был обычным сжиганием, необходимо к сжигаемому материалу сократить поступление кислорода. В древности для этого использовались угольные ямы. В те времена такой способ имел недостаток - потеря энергии при первичном горении, когда при производстве древесного угля энергия расходовалась попусту. Использовать весь энергетический потенциал пиролиза в состоянии лишь современные или, другими словами, пиролизные твердотопливные котлы.

Принцип работы и устройство котла

В котле имеются две камеры: первичная и вторичная. В первичной камере происходит сжигание топлива, как в обычной печке. Через специальное окно в камеру кладется топливо, а колосник обеспечивает поступление воздуха внутрь.

Схема устройства твердотопливного котла

Далее нужно вывести котел на так называемый «режим». Для этого топливо должно полностью разгореться. После выхода на режим проявляются отличия пиролизных котлов от стандартных печей. Как только достигается выход на режим, поступление воздуха сокращается, из-за чего горение почти останавливается, за небольшим исключением. При этом даже слабого горения достаточно для термического распада недогоревшей части топлива и образования пиролизного газа.

Далее газ в принудительном порядке направляется во вторичную камеру дожига, куда подается так называемый вторичный воздух. Соединяясь с кислородом в условиях повышенной температуры, газ тут же возгорается и отдает большие потоки тепла, разогревая тепловой носитель.

Достоинства

Газогенераторы имеют важные плюс в сравнении со стандартными котлами горения.

1. Практически полное выгорание топлива, поэтому постоянные чистки оборудования от сажи не нужны.
2. Благодаря полному выгоранию топлива, выделение отходов органических веществ (в отличие от традиционных котлов) ничтожно. А ведь именно органика, с ее неприятным запахом и токсичностью, представляет опасность для людей.

Последнее качество обеспечивает не только большую экологическую безопасность газовых генераторов, но и дает возможность применять не только обычное топливо для твердотопливных котлов, но и всевозможные отходы, например, швейные или кожевенные.

Оптимизация потребления топлива позволяет продлить срок работы оборудования на одной заправке горючим - от 12 часов и больше (при том, что обычный котел работает до 5 часов).

Обратите внимание! Неравномерный процесс горения раньше был причиной сложностей в управлении работой твердотопливных устройств. Нынче эта проблема решена с помощью пиролизного процесса, поскольку в котлах, работающих по такому принципу, главное происходит во вторичной камере, где сжигается пиролизный газ.

Недостатки

Газогенераторы имеют не только достоинства, но и некоторые недостатки.

1. Основной минус - более высокая стоимость в сравнении с обычными печами. На определенном горизонте оборудование окупится за счет своей высокой экономичности, однако вначале придется потратиться.
2. Газовые генераторы чувствительны к влажности топлива, так как чрезмерная увлажненность (свыше 20%) не позволяет нормально осуществляться пиролизу. Таким образом, в случае необходимости нужно сушить топливо перед применением, иначе пламя погаснет сразу после перехода на режим.
3. Огонь может погаснуть в первичной камере и в связи с недостаточно высокой температурой теплового носителя, заходящего в котел из отопительной системы. Если нельзя избежать попадания в оборудование остывшего теплоносителя, понадобится байпас для добавления горячей воды в обратку. Это делает систему более сложной и понижает эффективность ее работы.
4. Большая часть газогенераторов принудительно нагнетает воздух насосами, поэтому понадобится брать электроэнергию из сети.

Важно! Еще раз о влажности топлива. Ни в коем случае нельзя применять топливо, если его влажность выше 30%. Как говорилось выше, это приведет к пониженной эффективности котельного оборудования, а также снизит срок его службы. Дело в том, что сырой материал вынуждает аппарат начинать процесс их сушки, что направляет потоки мощности и энергии не в то русло.

Применение пиролизного оборудования

Оптимальное местоположение котла там, где в изобилии имеются дрова или отходы деревообработки. Однако не все хотят специально создавать помещения для дров или заниматься сушкой отсыревшего сырья. В этом случае можно выбрать пеллетный газогенератор.

Пеллетный котел - это устройство, работающее на специальных гранулах-пеллетах. Гранулы производятся из отходов столярного или маслобойного производств, а также из торфа или сухого навоза.

Достоинства гранул-пеллет:

• пеллеты проще хранить, в сравнении с дровами;
• гранулы не нужно сушить или колоть;
• для пиролизного процесса пеллет нужна относительно меньшая по размеру камера;
• пеллетные гранулы можно подавать в топку с помощью автоматики;
• пеллетные котлы не занимают много места в помещении, а процесс их запуска прост.

Сочетание газового генератора с бойлером косвенного нагрева дает возможность задействовать котел не только для отопительных целей, но и для нагрева воды.

Выбор пиролизного котла

Твердотопливный котел из чугуна - хит последних лет. Ранее такое оборудование практические всегда производилось из стали.

Однако чугун имеет ряд важных достоинств:

• надежность и прочность;
• повышенная отдача тела;
• устойчивость к агрессивным средам;
• оптимальная стоимость материала.

Совет! Российские генераторы в целом не хуже импортных, но все же практика применения котлов европейского производства свидетельствует в их пользу.

Котлы «Дон» («Завод Конорд», Россия)

Модельный ряд этого производителя популярен среди потребителей.

К его достоинствам относятся:

• энергонезависимость - иными словами, не понадобится использование электрической энергии.
• высокий КПД.
• безопасность - это качество обеспечивается слоем теплоизоляции, в результате чего наружная часть оборудование не перегревается.
• топка производится из высококачественной стали.
• продолжительная работа после загрузки топлива - до 12 часов.

Котлы «Viadrus» (Чехия)

Данные котлы отличаются высоким европейским качеством, марка этого производителя из Чехии широко известна на российском рынке. Чешские котлы известны своей универсальностью, так как могут применяться как в бытовых помещениях, так и в производственных. Оборудование отлично подходит для холодных российских зим. Аппараты производятся из чугуна, что сразу дает им ряд преимуществ перед стальными конкурентами.

Котлы «Очаг» (Россия)

Пиролизные котлы на твердом топливе «Очаг» производятся из легированной 5-миллиметровой стали. Предназначены для работы на угле или дровах. Оборудование считается достаточно качественным и обладающим всеми необходимыми рабочими характеристиками.

Котлы оснащены автоматикой дистанционного контроля за насосом и вентилятором, что позволяет упростить управление устройством и сделать его доступным для каждого потребителя.

Котлы «Stropuva» (Литва)

Твердотельные котлы «Stropuva» включают в себя несколько цилиндров. Причем каждый цилиндр находится внутри другого, по принципу матрешки. В промежутках между цилиндра имеется жидкость, постепенно разогреваемая до нужной кондиции. Фактически, внутренний цилиндр выступает в качестве топочной камеры, в которую нагнетается воздух. Котел полностью изготовлен из специальной жароустойчивой стали, которой не страшны коррозийные процессы благодаря цинковому слою покрытия.

После заправки и розжига, топливо начинает медленно выгорать, при этом процесс идет от низа к верху. В ходе сжигания распределитель воздуха опускается вниз. Данная особенность является ключевой характеристикой котла «Stropuva», позволяя ему добиваться высочайших показателей экономии топлива, а также внушительного коэффициента полезного действия.

В процессе использования газогенератора, как и любого оборудования, важно не нарушать правила его эксплуатационного режима. Если генератор применяется в соответствии с рекомендациями производителя, он прослужит многие годы и сэкономит владельцу немалые средства.

Системы отопления целесообразно оснащать такими котлами, в которых топливо горит длительное время. Такая особенность уменьшает частоту визитов агрегата и подбрасывания в котел длительного горения дров. Однозначно это делает жизнь хозяев частного дома или дачи удобнее. Правда, при создании отопительной системы возникает другая проблема: устройства длительного горения стоят немалых денег. Конечно, сэкономить средства можно путем изготовления собственного котла.

Виды

Отличаются друг от друга принципом работы. По этому признаку бывают такие агрегаты:

1. Котлы водогрейные (КВ) с очень большой топкой. Их строение представлено объемной топкой и расположенным в ее верхней части теплообменником. Увеличенное время горения является результатом загрузки большого количества дров и подачи такого количества воздуха, которого хватает для слабого горения. Принцип сжигания топлива – «снизу вверх».
2. . Их конструкционная схема предусматривает наличие двух камер. Первая предназначена для загрузки дров. Она является высокой и узкой, чем напоминает шахту (из-за этого устройство получило свое название). Внизу топки есть два, размещенные друг против друга, отверстия. Первое закрывается дверкой, а другое ведет во вторую оснащенную теплообменником камеру. Во время сжигания дров (принцип горения – «снизу вверх») дым не поднимается вверх загрузочной камеры, а движется в камеру с теплообменником.
3. Устройства, в которых топливо сгорает по принципу «сверху вниз». Представителями являются котел «Стропува» и его самодельный полуавтоматический вариант «Бубафоня». Их можно увидеть на многих фото и в видео. Дрова в топке горят сверху вниз. Дым поднимается вверх, частично догорает и одновременно нагревает воду в теплообменнике. Конструкция этого вида не имеет поддувала . Воздух поступает через трубу, которая приварена к воздухораспределителю.
4. . Они отличаются тем, что дрова в топке разлагаются на кокс и газы . Последние сгорают в специальной камере. По сути дела до 80% тепла, переданных котлом, появляются во время сгорания газов. В итоге, получается так, что благодаря пиролизу и конструктивным особенностям котел для дачи может передать в отопительную систему до 90-95% образованной в нем энергии. Такие экономичные агрегаты бывают как металлическими, так и сделанными из кирпича.
5. . По строению они мало отличаются от классических котлов. Главная разница заключается в специальной горелке и шнеке, который постоянно подает пеллеты из расположенного рядом бункера . Емкость с пеллетами имеет такой объем, что горючего хватает на 1 месяц. Эта особенность делает отопительный пеллетный котел сверхдлительного горения чрезвычайно полезным, а также популярным.

Любой из этих видов можно сделать самостоятельно. Наиболее легким в плане объема работ является шахтный, а также пеллетный. Правда, для пеллетного нужно покупать специальную горелку, а также шнек.

Материалы для изготовления шахтного котла

Полуавтоматический или полностью автоматический котел длительного горения для своей дачи можно изготовить, взяв такие материалы:

1. Листовую сталь с толщиной 3-5 мм. Можно использовать и термостойкую нержавейку, однако ее сварка является сложным процессом.
2. Трубы. Диаметр 13 см и 2,5 см.
3. Профильную трубу с размерами 40х40 мм.
4. Уголки. Размеры 30х30 мм.
5. Патрубки с диаметром 2,5 см и резьбой на одном конце.
6. Топочную дверку. Должна быть двойной с асбестовой прокладкой и асбестовым шнуром по периметру. В ней также должно быть поддувало.
7. Петли.
8. Базальтовую вату.
9. Оцинкованную сталь.
10. Автоматику. Может быть механической (состоит из биметаллической пластины и цепного механизма) или электронной (схема включает термодатчики, сервоприводы и блок управления).

Перед заготовкой этих материалов следует заняться составлением или поиском чертежа. Один из вариантов чертежа может предусматривать устройство с размерами 50х80х130 см (ШхГхВ) и загрузочной камерой с объемом 150 л. Ее размеры могут быть такими: 40х37,5х100 см.

Изготовление камеры с теплообменником

Эта часть отопительного котла для дачи или дома представляет собой водяную рубашку с размещенными внутри водяными трубками . Это означает, что дым проходит мимо трубок, нагревая их. Затем он выходит через расположенный вверху . Размеры камеры для вышеупомянутого варианта чертежа являются такими: 40х32,5х120 см.

Согласно видео, сделанным профессионалами, камеру изготавливают так:

1. Разрезают листовой металл на части.
2. Сваривают боковые стороны камеры. Верх и низ пока не приваривают.
3. Приваривают к внутренней стороне два ряда уголков. Первый размещают в 3 см от верха, второй - в 40 см от низа.
4. В стороне с шириной 40 см вырезают отверстие. Его размеры: 30х20 см. Они могут быть больше. Отверстие делают в 20 см от низа. Вверху такой же, но противоположной стороне делают круглое отверстие для дымохода.
5. Сваривают еще одну металлическую конструкцию. Ее высота должна равняться расстоянию между уголками. Ширина и глубина должны составлять 34 и 26,5 мм соответственно. В одной ее боковой стенке вырезают отверстие для дымохода.
6. В сторонах с шириной 34 см сверлят отверстия для труб с диаметром 2,5 см. При этом отверстия в двух противоположных сторонах должны находиться так, чтобы дырки над отверстием с размерами 30х20 см были немного выше дырок напротив них. В целом, делают 30-40 пар отверстий. Их размещают в 3-4 ряда. Отверстия в двух рядах должны соответствовать шахматному порядку. Расстояние между ними сбоку, сверху и снизу может составлять 2-3 см.
7. Разрезают трубу с диаметром 2,5 мм на отрезки длиной 27 см.
8. Вставляют трубки в отверстия и приваривают.
9. Вставляют конструкцию с трубами в уже сделанную обечайку и приваривают к уголкам. Между обечайками образуется пространство. Позже оно будет водяной рубашкой полуавтоматического КВ для частного дома или дачи.
10. Вставляют трубу диаметром 130 мм так, чтобы она прошла обе стенки . Приваривают ее к обеим стенкам.
11. Приваривают верхнюю часть внутренней коробки.
12. Приваривают верхнюю сторону внешней стороны.
13. Вверху и внизу внешней стенки водяной рубашки сверлят по отверстию и приваривают патрубки для подачи и возврата воды.
14. Осуществляют подключение водопровода, заполняют конструкцию водой и проверяют под давлением качество сделанной работы.
15. Если все хорошо, воду спускают и, отступив 20 см от низа, к стенкам приваривают металлический лист. Он будет дном камеры с теплообменником.
16. На дымовую трубу ставят заслонку.

Изготовление топки

Этот процесс более прост, ведь самодельный котел длительного горения должен иметь камеру с одной металлической стенкой.

Работы по изготовлению топки будущего КВ осуществляют по такой схеме:

1. Приваривают уголки к той стенке камеры с теплообменником, которая имеет прямоугольное отверстие. Их размещают по периметру, сдвигая на 4-5 мм внутрь.
2. Разрезают листовую сталь на прямоугольники.
3. Внизу стороны с шириной 40 см вырезают отверстие с размерами 30х35 см (ШхВ). Нижняя сторона отверстия должна совпадать с нижним краем заготовки .
4. Сваривают боковые стороны.
5. На высоте 20 см от дна устанавливают колосник. Он разделит вырезанное отверстие на две части.
6. Сделанную конструкцию приваривают к камере с теплообменником .
7. Поворачивают на бок, приваривают общее дно к будущему полуавтоматическому КВ для дачи. Также фиксируют сваркой 4-6 10-см отрезков профильной трубы.
8. Ставят будущий КВ в вертикальное положение, приваривают горловину и дверку с поддувалом. Дверка должна закрываться плотно. Поэтому, если по периметру нет асбестового шнура, то прикрепляют его.
9. Вверху топки делают загрузочный люк. Он должен представлять собой крышку с бортиками и ручкой. Люк можно сделать как съемным, так и зафиксировать на петлях.
10. Фиксируют вокруг конструкции , оббивают оцинкованным листом.
11. Устанавливают автоматику.

Переработка котла КСТ в КВ длительного горения

Изображаемый на разных фото отопительный полуавтоматический котел КСТ является проблемным потому что:

1. Разработан под уголь и газ. Поэтому размеры топочной дверки очень маленькие.
2. Имеет плохой теплообменник. Часть тепла выходит через дымоход.
3. Топочная дверь не закрывается герметично.

Многие люди переделывают его в газовый котел. Для этого в топке устанавливают горелку и совершенствуют теплообменник, приваривая трубы к водяной рубашке. Трубы размещают так, как в вышеописанной процедуре о том, как сделать котел длительного горения в домашних условиях.

Переоборудовать его под котел длительного горения своими руками можно двумя путями:

1. Поставить горелку для пеллет, осуществить подключение шнека с бункером.
2. Приварить шахтную топку к фронтальной стороне КСТ.

Второй вариант реализуется по такой схеме:

1. Внизу боковых сторон КСТ вырезают большие отверстия. Они необходимы для сверления дырок и приварки труб теплообменника.
2. С помощью дрели с коронкой с победитовыми напайками сверлят 25-мм отверстия во внутренней стенке водяной сорочки. Нужно сделать 3 ряда отверстий. Их сверлят так, чтобы трубы были наклоненными .
3. Разрезают трубу на необходимые отрезки, приваривают их к водяной сорочке.
4. К внешней стенке водяной рубашки полуавтоматического котла КСТ приваривают отрезанные прямоугольники.
5. Проверяют герметичность, наполнив водой и создав большое давление.
6. Отрезают топочную дверку.
7. Сваривают шахтную топку. Ее делают так, как топку для шахтного КВ. При этом учитывают, что на уровне низа топочного отверстия старого КСТ должен быть колосник топки, а ниже него 20-см по высоте зольная камера.
8. На фронтальную сторону КСТ наваривают металлический лист с толщиной 2-3 мм.
9. Приваривают шахтную топку и утепляют ее.

Для хозяина частного дома, владельца загородной жилой недвижимости особенно актуальным в отопительный сезон становится обслуживание автономной системы отопления. Когда в доме стоит газовый котел особых вопросов работа отопления не вызывает. Газ подается по магистрали постоянно и остается только настроить соответствующим образом автоматику, контролирующую температурный режим в доме. Сложнее дело обстоит для той категории граждан, кто использует для отопления в домашних условиях Данный вид нагревательного оборудования хоть и обеспечивает некоторую независимость от централизованного энергоснабжения, однако требует к себе больше внимания.

Обитателям дома приходится самостоятельно контролировать работу агрегата, принимать непосредственное физическое участие в процессе. Это не всегда удобно и возможно. Кардинально решить проблему позволят отопительные твердотопливные котлы длительного горения, которые сегодня выпускаются многими компаниями, специализирующиеся на котельном оборудовании. Рассмотрим, что собой представляет подобный котел длительного горения, каковые его конструктивные особенности, преимущества и недостатки.

Традиционные твердотопливные котлы работают на топливе, которое загружается в камеру сгорания. Это может быть уголь, дрова, торфяные брикеты, пеллеты и другие виды органического топлива. От того насколько часто приходится загружать топливо в камеру сгорания зависит домашний комфорт и уют. В среднем для твердотопливного аппарата, выполненного по классической схеме, для нормального режима работы требуется 2-8 загрузок в сутки. Отлаженная система автоматики берет на себя все основные функции. То как работает само нагревательное устройство, как расходуется топливо, зависит уже от модели и от человека.

Для справки: время, потраченное на нормальную загрузку топливом твердотопливного аппарата в обычном варианте, составляет 3-5 минут. Время горения одной загрузки составляет в среднем 2-4 часа. На подготовку топки к загрузке новой партии дров или угля (уборка золы, зачистка топочной камеры от крупных фрагментов топлива) уходит еще 5-10 минут. Итого: для очередной растопки котла требуется не менее 20 минут. У вас есть ночью это время? Вы можете найти 20 минут своего времени, если вы только пришли в дом после долгого отсутствия?

Работающий котел на твердом топливе этого вида в состоянии длительное время выдавать необходимое для обогрева тепло, значительно увеличивая продолжительность времени между загрузками. Уже одно название этого агрегата говорит о том, что оборудование способно работать бесперебойно длительное время. Принципиальное отличие данного вида отопительных приборов от традиционных моделей твердотопливных котлов заключается в способе горения.

Не всегда есть возможность подбрасывать в очередной раз дрова или уголь в топку. Подобная процедура вызывает дискомфорт, особенно ночью, когда температура за окном стремительно опускается. Загруженное топливо может прогореть во время отсутствия хозяев, что приведет неизбежно к остыванию теплоносителя в контуре.

Попытки оптимизировать способ загрузки дров или угля даже в самый лучший котел за счет автоматической подачи, решают проблему частично. Обустраивать рядом с топливным агрегатом прибор механической подачи угля, значит на ограниченной площади дополнительное место. Шум постоянно работающего ротора или шнека малоприятен. Требовалось найти принципиальное решение проблемы. На фото показан обычный котел, работающий на твердом топливе, оснащенный бункером для автоматической подачи угля.

Одним словом, у людей есть масса причин на то, что бы ставить у себя дома твердотопливные котлы длительного горения. Такая техника сводит к минимуму человеческий фактор, от которого во многом зависит эффективность отопительной системы. Отопительная техника, работающая по данному принципу, появилась чуть более 10-15 лет назад. Тогда только стали появляться первые образцы аппаратов. Многие пытались у себя дома самостоятельно соорудить твердотопливный котел длительного горения своими руками. Главное понять принцип действия отопительного оборудования данного вида.

Котел на твердом топливе длительного горения – принцип действия

С появлением на рынке котельного оборудования нагревательных приборов длительного горения, ситуация с организацией и установкой системы домашнего отопления значительно упростилась. Теперь можно ставить для отопления мощные нагревательные установки, не требующие постоянной загрузки топливом. Котлы длительного горения, сделанные своими руками, не всегда способны полностью удовлетворить потребности обитателей дома.

Глядя на чертежи первых моделей, видно насколько сегодня конструкция агрегатов изменилась. Для примера приводится чертеж типичной нагревательной установки пиролизного типа.

Промышленные изделия, в которых производители добавили ряд конструктивных изменений и новшеств, обладают большим технологическим ресурсом, экономичные и более практичные в эксплуатации. Несмотря на существенные технологические и конструктивные изменения, в основе оборудования этого вида остался неизменным принцип действия. Топливо, загруженное в камеру сгорания, особым способом горит не так, как в обычном котле. Сам принцип горения топливной массы в корне отличается. За счет создания определенных условий в топке происходят экзотермические реакции, другие физические процессы, оказывающие влияние на интенсивность горения и длительность выгорания загруженного топлива.

В современных агрегатах используется два способа горения:

• Первый, за счет пиролиза;
• Второй, за счет верхнего способа горения топливного материала.

Процесс пиролиза – связанный с генерацией тепловой энергии, выделяемой в процессе горения угля, дров и других топливных материалов. Основная работа котла заключается в горении древесного газа, генерируемого из тлеющего топлива.

Во втором случае речь идет о . Топливо выгорает не снизу вверху, как принято считать, а наоборот, сверху вниз. За счет этого процесса достигается полное выгорание топливного материала, заложенного в топку. Количество выделяемого в результате горения тепла на порядок больше, чем у аппаратов нижнего горения.

Какие виды твердотопливных аппаратов длительного горения существуют

На сегодняшний день в обиходе особую популярность приобрели два вида подобной техники:

• котлы твердотопливные, работающий пиролизным способ;
• агрегаты, рассчитанные на верхний способ загрузки.

Твердотопливные котлы, работающие на основе пиролиза

Рассмотрим первый, самый распространенный и наиболее эффективный вид — пиролизные котлы. Если говорить об этом типе твердотопливного котла, то он представляет собой узкоспециализированный нагревательный прибор. Агрегат представляет собой типичное нагревательное устройство на дровах длительного горения.

Важно! Для работы данного оборудования необходимо использовать только сухие дрова пеллеты, влажность которых не превышает 20%. В противном случае процесс пиролиза не начнется, котел утратит свои основные преимущества и эффективность.

Отличает данные нагревательные приборы конструктивная особенность. Здесь мы имеем дело с двумя камерами сгорания. В первую топку закладываются дрова, где при ограниченном поступлении воздуха начинается процесс тления топливного материала. Далее, из тлеющей древесины происходит интенсивное выделение пиролизного (древесного) газа, который поступает уже во вторую топку. Здесь, при повышенном содержании кислорода нагретый воздух начинает взаимодействовать с древесным газом. Благодаря принципу действия агрегаты, работающие за счет пиролиза, принято называть газогенераторные нагревательные приборы.

Начинается интенсивное горение газообразной смеси, выделяя при этом огромное количество тепловой энергии. Весь процесс протекает достаточно долго. Результатом работы котла становится практически пустая топка. Все, включая мельчайшие частицы золы, горючие летучие соединения, успевают сгореть в топочной камере. За счет такого способа горения пиролизные котлы на твердом топливе длительного горения обладают одним из самых высоких КПД (85%), среди всего модельного ряда твердотопливной отопительной техники.

Основная особенность данного типа котельного оборудования — возможность использовать для системы отопления не только получаемое тепло, но и нагретый пиролизный газ. Дровяной котел может работать, как с водяным отоплением, так и с воздушным.

На заметку: пиролизные устройства имеют две топки. Горение в верхней камере достигается за счет нагнетания дополнительного объема воздуха, поэтому тяга в данном случае является только принудительной.

Основные преимущества такого способа работы котельного оборудования заключаются в следующем:

• топливо выгорает полностью;
• значительные по времени промежутки между закладками топливного материала;
• техническая возможность регулировки температуры котловой воды;
• техническая возможность сжигания крупных фрагментов древесины.

Чертежи внутреннего устройства пиролизных котлов позволяют точно представить не только конструкцию самого агрегата, но и вникнуть в принцип работы.

На фото представлен фрагмент работы верхней топки аппарата, где и происходит пиролиз.

К недостаткам данного вида отопительной техники следует отнестись риторически. Основной аргумент противников пиролизных котлов — высокая стоимость оборудования. В сравнении с традиционными приборами, такие модели стоят на треть дороже.

В отличие от обычных твердотопливных приборов, пиролизный котел отопления энергозависим. Принудительный наддув обеспечивается за счет установки дополнительного вентилятора.

Памятка: оборудование пиролизного типа необходимо загружать топливом полностью. В противном случае агрегат будет работать не на полную мощность. Горение будет не одинаковым и не стабильным.

Самый эффективный считается нагревательный агрегат, рассчитанный на обслуживание двух контуров. В данном случае вы получаете автономное отопление и полностью независимую систему горячего водоснабжения. Теплообменник для горячей воды делается из жаропрочной стали или из чугуна, имеющий форму змеевика.

Котлы твердотопливные верхнего сжигания

Вторым типом нагревательной техники подобного рода является котел на твердом топливе длительного горения с верхней загрузкой. В отличие от пиролизных котлов – этот вид отопительного оборудования используется уже не одно столетие. Главное отличие от традиционных твердотопливных котлов, принцип загрузки топлива и основная работа агрегата. Основной эффект достигается за счет сгорания топливного материала с верху вниз. Другими словами:

Топливо начинает гореть именно там, где присутствует кислород. Таким образом, сгорает слой за слоем, начиная с самого верхнего. Одной загрузки хватает на 12-24 часа работы котла. Котел в процессе своей работы полностью выжигает порцию топлива, ожидая очередной загрузки. За счет полноты горения достигается максимальная теплоотдача топлива. КПД некоторых моделей составляет порядка 80%.

Внимание! Что бы избежать закипания котловой воды в теплообменнике, первая закладка дров должна быть небольшой. Ориентировочно топка заполняется на ½ от своего объема. После розжига, спустя 15-20 минут добавляет остатки необходимого объема топливного материала.

Существенным недостатком аппаратов отопления длительного горения является их высокая инертность. Котел теряет свою мощность в момент загрузки очередной партии топлива. Сравнивая с котлами нижнего горения, агрегаты с верхней загрузкой обладают меньшей теплоотдачей. Чертеж-схема показывает внутреннее строение устройства и принцип действия.

Современная модель твердотопливного котла длительного горения очень обычно оснащается вентилятором, который нагнетает в камеру сгорания воздух. В большинстве случаев, выпускаемые модели работают на дровах, однако сегодня стало модным топить подобные агрегаты торфяными и древесными брикетами.

Заключение

В завершении анализа характеристик вашему вниманию предлагается видео, на котором показаны твердотопливные котлы длительного горения. Ролик наглядно демонстрирует принцип действия отопительной техники данного вида. Если пиролизные агрегаты представляют собой новое техническое решение, совершенно иной вид нагревательной техники, то аппараты с верхней загрузкой являются устройствами длительного горения в прямом смысле.

Модель, которая представляет наибольший интерес, в плане цены, качества и эффективности – это твердотопливный котел верхнего горения, сверхдлительный, удобный и практичный отопительный прибор.

Так к примеру: твердотопливный агрегат с верхней загрузкой может переварить 50 кг. топлива при единичной разгрузке в течение 31 часа. Котел работал в режиме номинальной нагрузки, давая мощность в 8-10 кВт.

Добиться такого показателя удалось за счет существенных конструктивных особенностей. Топка аппарата имеет цилиндрическую форму. Воздушная масса поступает в камеру сгорания сверху, равномерно распределяясь по всему верхнему слою топливной закладки. Следует отметить один технический нюанс: распределитель воздуха опирается на слой топлива. По мере сгорания слоя, распределитель опускается, достигая следующего слоя топлива.

Там где воздух соприкасается с топливным материалом, горение сопровождается частичным окислением углерода. Продукты горения поступают в верхнюю часть топки, после чего улетучиваются через дымоход наружу.

Главной конструктивной особенностью для данного отопительного оборудования является то, что теплообменником является весь корпус нагревательного агрегата. Котловая вода циркулирует сверху вниз.

Оба типа котлов на твердом топливе являются котлами пиролизного типа, в разных модификациях.

Длительность работы определяется размеров топки, куда помещается топливный ресурс. Котлы этих модификаций имеют высокий КПД, эффективны в плане расхода топлива. Сложная автоматика практически отсутствует, сама конструкция приборов стабильна. Свой выбор вы можете делать самостоятельно, учитывая собственные бытовые потребности. Котлы подобного типа идеально подходят для тех, кто предпочитает больше наслаждаться теплом и уютом, чем заниматься физической работой, загружая дрова в топку обычного нагревательного прибора автономного отопления.

Приняв решение отапливать жилище дровами и углем, домовладелец не желает работать кочегаром и бегать в котельную каждые 3-4 часа. Отсюда возникает спрос на твердотопливные котлы длительного горения, могущие отработать на одной закладке 6-8 ч и более. Как правильно выбрать такой отопительный агрегат, читайте в нашей публикации.

Принцип работы «долгоиграющих» отопителей

Многие российские, белорусские и даже польские компании уловили тенденцию и наладили производство бытовых теплогенераторов долгого горения, функционирующих на твердом топливе. Причем половина из них дает покупателю неверную информацию, добавляя характеристику «длительное сжигание» к названию недорогого дровяного котла, работающего максимум 6 часов с одной закладки.

Эксплуатация обычного отопителя требует постоянной заготовки дров

Чтобы не попасться на удочку привлекательной цены, а выбрать тепловой агрегат с реальными показателями, следует понимать, от чего зависит продолжительность его работы. Здесь играют роль 3 фактора:

1. Вместительность топливника. Чем больше дров и угля войдет камеру теплогенератора, тем дольше они будут гореть.
2. Эффективность сжигания горючего (КПД). Экономичный котел с высоким КПД выбросит в трубу меньше тепловой энергии, а система отопления получит больше. Соответственно, расход дров снизится.
3. Наличие автоматики и принудительной подачи воздуха, включаемой только при необходимости.

Справка. Несмотря на заверения производителей, КПД подавляющего большинства твердотопливных отопителей классической конструкции составляет 75-77%. Реальный показатель пиролизных и пеллетных агрегатов ненамного выше – 80-82%.

Принцип работы отопительной установки основан на большом запасе горючего и его полноценном сжигании в течение 8-12 часов. Котел на твердом топливе длительного горения не должен функционировать в пресловутом режиме медленного тления, как уверяет нас реклама. Причины следующие:

• тлеющие дрова выделяют мало тепла для обогрева частного дома;
• снижается эффективность передачи теплоты от камеры сжигания водяной рубашке, в результате КПД падает до уровня воздушной печки – буржуйки.

Отсюда вывод: с точки зрения пользователя, лучший котел долгого горения должен располагать топкой приличных размеров и современной автоматикой, остальные факторы не оказывают большого влияния. Показатели вместительности топливной камеры мы уточним далее.

Вентилятор и электронный блок управления котлом

Обзор тепловых агрегатов продолжительного горения

Практика и отзывы домовладельцев на форумах показывают, что к данной категории следует отнести такие разновидности котлов:

Примечание. Для эффективного использования топлива все перечисленные разновидности должны оснащаться турбонаддувом - вентилятором либо дымососом. Его запуском и производительностью управляет электронный блок, считывающий показания датчиков температуры.

Преимущество самодельного котла – относительно низкая стоимость и возможность учесть ваши пожелания. Мастер поможет выбрать конструкцию отопителя и сделает топливную камеру нужных размеров. Если вы владеете электросваркой, то можете изготовить агрегат своими руками по чертежам, предоставленным .

Как подобрать классический котел

Традиционный теплогенератор прямого горения, оборудованный нагнетающим вентилятором, - вполне доступный и надежный вариант для среднестатистического хозяина частного дома. Агрегат работает по простой схеме:

Примечание. Дровяные отопители, оснащенные вместо электроники механическим регулятором тяги, не слишком экономны. Дело в том, что цепочный привод не закрывает поддувало наглухо и в камеру проникает воздух, заставляя дрова медленно гореть.

Теперь о том, как сопоставить данные по длительности работы, приведенные в паспорте изделия, с реальным размером камеры. Если объем топливника составляет менее 50 литров при мощности до 30 кВт, то перед вами – обычный котел, требующий загрузки каждые 4 часа.

Классические и пиролизные котлы длительного горения имеют топку 100 литров и более при аналогичной мощности. Это верный признак, что с 1 закладки древесины теплогенератор проработает порядка 8 часов, угля – 12-15 ч.

В данной конструкции дымовые газы делают 4 хода в теплообменнике

При выборе обратите внимание на конструкцию теплообменника. Лучше купить котельную установку с развитой структурой дымогарных труб или каналов, где раскаленные газы совершают 2-4 оборота. Максимально отдавая тепловую энергию перед выходом наружу, продукты горения увеличивают продолжительность работы с 1 загрузки.

Агрегаты с верхним сжиганием топлива

Эти котлы являются рекордсменами с точки зрения объема топливника и длительности горения. Всем известный тепловой агрегат Stropuva литовского производства при мощности 20 кВт имеет камеру аж на 260 литров. Соответственно, в инструкции по его эксплуатации дана корректная информация: при загрузке дровами «Стропува» горит 15-24 часа, углем – до 3 суток.

Принцип действия теплогенератора следующий:

1. Цилиндрическая камера сгорания наполняется горючим, придавливаемым сверху трубой с грузом. После розжига дверца закрывается и запускается вентилятор, как описывалось в предыдущем разделе.
2. Воздух в камеру нагнетается по трубе сверху, поэтому зона горения тоже располагается в верхнем слое топлива.
3. По мере прогорания массив дров (или угля) проседает, а труба с грузом опускается следом, пока не дойдет до колосников. Алгоритм работы автоматики - такой же, как в традиционном отопителе.

Примечание. Данные котлы повторяют принцип действия универсальной . Конструкция отличается водяной рубашкой и наличием автоматики.

Нужно понимать, что верхнее горение не является решающим фактором, повышающим длительность работы теплогенератора. Главную роль здесь играет приличный объем топливника и автоматика. Но судя по отзывам реальных домовладельцев, котлы типа Stropuva, Swag и им подобные обладают существенными недостатками:

• из-за конструкции груза в виде крестовины часть мелкого топлива пристает изнутри к стенкам камеры сжигания;
• пока первая закладка угля либо древесины не сгорит полностью, новую порцию подкинуть нельзя (загорится весь массив топлива, а не верхний слой);
• в силу размеров и глубины камеры проблематично заложить малую порцию дров с целью быстрого протапливания жилища от сырости.

Дополнительный минус отопителей – сниженный порог максимального рабочего давления теплоносителя. Если в классических ТТ-котлах предел составляет 3 Бар, то в «Стропуве» - всего 2 Бар.

Автоматизированные теплогенераторы на пеллетах

Пеллетный котел – идеальная версия агрегата длительного горения, она же самая дорогая. Он отличается высоким КПД, а загрузка производится раз в неделю. Отопитель состоит из двух основных блоков – корпуса котла с водяной рубашкой и пеллетной горелки с топливным бункером и электронным блоком управления.

Горелка, управляемая автоматикой, самостоятельно разжигается и гасится по команде температурного датчика. Некоторые изделия немецких и других европейских брендов способны менять интенсивность пламени (выполнять модуляцию). Поэтому с точки зрения безопасности, эффективности и длительности работы котел на пеллетах – лучший вариант из всех существующих.

Примечание. В продаже есть угольные котлы похожей конструкции, но они требовательны к качеству и фракции топлива. Как сжигаются пеллеты в автоматическом режиме, смотрите на видео:

Как правильно подобрать отопительный агрегат по величине топливника, мы уже рассказали выше. Момент второй: на роль котла длительного горения лучше всего подходят пеллетные автоматизированные установки, а отопители верхнего сжигания занимают третье место по причине конструктивных и эксплуатационных недостатков.

Чтобы сделать удачную покупку, обязательно учтите остальные факторы:

Если вы планируете отапливаться углем, то при выборе обратите внимание на колосниковую решетку – она должна быть цельнометаллической. К водонаполненным колосникам раскаленный уголь прикипает намертво и очистить его довольно трудно. Еще несколько рекомендаций вам озвучит эксперт в своем видео:

Заключение

Приняв решение купить и установить ТТ-котел с длительным горением дров либо угля, учитывайте фактор стоимости. Цена качественного изделия куда выше, чем 250-300 у. е., что просят за стальные агрегаты непонятного происхождения. Хороший самодельный котел мощностью до 30 кВт обойдется примерно в 550 у. е., а заводской – минимум в 900 у. е.